Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Кування металу

§ 1. Сутність процесу кування

Кування - процес деформування нагрітої заготівлі між верхнім і нижнім бойками молота або преса із застосуванням універсального інструмента.

Кування буває також ручним, із застосуванням кувалди, що застосовується в ремонтній справі для дрібних робіт.

Ковані заготівлі для наступної обробки називають куваннями. Маса їх від 0,1 кг до 300 т. Більші кування (масою більше 1,5 т) можна виготовляти зі злитків тільки куванням.

Менші кування можна виготовляти також штампуванням.

Куванням досягається не тільки необхідна форма кувань, але значно поліпшуються її первісні властивості й структура. Найбільше важко навантажені деталі сучасних машин виготовляються куванням або штампуванням. Наприклад, в автомобілі кількість деталей, виготовлених куванням або штампуванням, досягає 80%.

Вихідною заготівлею при куванні великих кувань, вага яких досягають 200 т (суднові прямі й колінчаті вали, ротори генераторів) є злитки. Кування масою 2 - 3 т іноді виготовляють із прокату у вигляді блюмів. Для виготовлення кувань вагою до 1 т вихідною заготівлею служить звичайний сортовий прокат.

За способом виготовлення кувань розрізняють вільне кування й гаряче об'ємне штампування.

§ 2. Операції вільного кування

Вільне кування ділиться на ручне й машинне. Ручне кування здійснюється на ковадлі за допомогою кувалди й різного ковальського інструмента. Ручне кування застосовують головним чином при ремонтних і складальних роботах, а також при виготовленні дрібних кувань у невеликій кількості. Її продуктивність украй низька.

Машинне кування здійснюється на ковальсько-пресовому встаткуванні, є основним методом, застосовуваному в машинобудуванні, а для одержання важких кувань (від 2 до 200 т) є поки єдиним.

Технологічні процеси одержання кувань дуже різноманітні, але всі вони представляють різні сполучення основних ковальських операцій: осідання, (висадження), витяжки, прошивання, гнучкі, закручування, рубання й ковальське зварювання.

Осіданнямназивається операція, за допомогою якої збільшують поперечний переріз вихідної заготівлі за рахунок зменшення її висоти.

Осіданням одержують заготівлі зубчастих коліс, фланців, трубних дисків з більшим поперечним перерізом при відносно малій висоті із заготівель меншого поперечного переріза.

Осідання, як попередню операцію перед прошиванням застосовують при виготовленні пустотілих кувань (кільця, барабани), а іноді як попередню для знищення дендритної структури злитка, підвищення його якості.

Місцеве осідання, застосовуване до частини заготівлі, наз.висадженням. Прикладом висадження служить операція одержання головки болта, коли заготівлею служить пруток діаметром, рівним діаметру болта.

Витяжкою називають операцію, за допомогою якої збільшують довжину заготівлі за рахунок зменшення її поперечного перерізу (вали прямі й з уступами). Для витяжки застосовують бойки (плоскі, вирізні), обтискачі. При витяжці круглих кувань застосовують патрони для втримання й кантування заготівлі й ін. інструмент.

Витяжку здійснюють послідовними ударами або натисканнями з подачею заготівлі уздовж осі й поворотом її навколо цієї осі. Два послідовних обтиски із проміжним кантуванням на 90º наз. переходом, за яким іде подача. Відношення площі поперечного переріза заготівлі до отриманої площі перетину кування наз. ступенемуковування.

Різновидом витяжки можуть бути: розгін, витяжка з оправленням, витяжка на оправленні.

Розгін застосовується тоді, коли необхідно метал роздати в сторони.

Витяжка з оправленням збільшує довжину пустотілої заготівлі за рахунок зменшення товщини стінок. Внутрішній діаметр визначається діаметром оправлення.

Витяжка на оправленні (роздача отвору) збільшує одночасно зовнішній і внутрішній діаметр пустотілої заготівлі за рахунок зменшення товщини її стінок.

Прошивання – операція, за допомогою якої в заготівлі одержують отвір (наскрізне прошивання) або поглиблення (глухе прошивання). Прошивання бувають циліндричної форми й фасонні. Отвори діаметром до 400 мм виконують суцільними прошиваннями, а понад 400 мм - пустотілі. При прошиванні отворів більших діаметрів в заготівлях у вигляді злитків прибуткову частину розташовують унизу.

Згинанням називають операцію, за допомогою якої міняють напрямок осі заготівлі з метою одержання продукції заданої форми.

Згинання супроводжується перекручуванням поперечного перерізу вихідної заготівлі й зменшенням її площі. При згинванні можливе утворення складок по внутрішньому діаметрі й тріщин по зовнішньому. Для одержання в заготівлі вигину перетину заданих розмірів заготівлі заздалегідь надають на цій ділянці збільшені поперечні розміри.

Закручування – операція, за допомогою якої одну частину заготівлі повертають стосовно іншої навколо загальної осі. Закручування застосовується при виготовленні колінчатих валів з розташуванням колін у різних площинах, спіральних свердлів. Інструментом для закручування служать качани, воротки й ін.

Рубанням – називають операцію, за допомогою якої заготівлі розділяють або тільки підрозділяють (підрубування) на частини.

Рубання іноді застосовують як заготівельну операцію при підготовці заготівель мірної довжини або при видаленні донної або прибуткової частини злитка.

До рубання прибігають при куванні кувань для видалення зайвого металу, а також при куванні фігурних кувань. Інструментом є сокири й підставки.

Ковальське зварювання – операція, за допомогою якої місцевим нагрівом й механічним впливом з'єднують в одне ціле частини або кінці поковки, що зварюється. Її застосовують тільки для одержання дрібних кувань. Ковальським зварюванням добре зварюється сталь, що містить до 0,3 % С. Домішки знижують зварюваність. Зварювання здійснюється в зоні високих температур (1275 - 1400 º).

§ 3. Устаткування для вільного кування

Ці машини підрозділяються на молоти й преси. У свою чергу молоти підрозділяються: приводні (важільні, пневматичні, фрикційні) і пароповітряні; а преси – гідравлічні й парогідравлічні.

Основною характеристикою молотів є маса падаючих частин, а пресів - найбільше зусилля, що розвиває плунжером.

Молоти забезпечують у плині робочого ходу ударний динамічний до 6,5 - 7 м/сек, а преси - відносно повільний статичний до 0,1 м/сек вплив робочого інструмента на оброблюваний матеріал.

При вільному куванні дрібних кувань застосовують пневматичні кувальні молоти, середніх й великих - пароповітряні кувальні молоти й гідравлічні преси, а для дуже великих кувань - тільки гідравлічні преси.

Гідравлічні кувальні машини розрізняють простої й подвійної дії. У молотах I типу повітря працює тільки в порожнині під поршнем робочого циліндра, а в молотах II типу - над і під поршнем. У цей час застосовують тільки молоти II типу.

Пневматичний молот подвійної дії має, станину, у верхній частині якої розташовані компресорний і робочий циліндри. Поршень компресорного циліндра служить для нагнітання повітря, що приводить у рух робочий поршень, до якого прикріплений шток з падаючою довбнею молота. Робочий і компресорний циліндри з'єднані повітророзподільним пристроєм, через яке стисливе повітря направляється в робочий циліндр поперемінно знизу й зверху. Стиснене повітря переміщає довбню молота відповідно нагору й униз. Управляючи розподілом повітря, можна регулювати переміщення падаючих частин молота й робити автоматичні й одиничні удари бойка по заготівлі, притискати кування до нижнього бойка або тримати довбню молота у висячому положенні.

Маса падаючих частин молота (поршня, штока й довбні) змінюється в межах від 50 до 1000 кг. Число ударів верхнього бойка молота становить 210 - 95 у хвилину.

Пароповітряні кувальні молоти можуть проводитися в дію паром або стисненим повітрям. Пароповітряні молоти розрізняють простої й подвійної дії. В останньому випадку пар або повітря піднімає рухливі частини молота й додатково збільшує енергію удару.

Пароповітряні молоти по конструкції розділяють на одностоїчні з падаючими частинами масою 500, 750 і 1000 кг, двохстоїчні аркового типу з падаючими частинами масою 1 - 5 т і двохстоїчні мостового типу з падаючими частинами масою 2 - 5 т.

На пароповітряному молоті можна робити одиничні й автоматичні удари бойка об кування, а також притиск кування бойками.

Тиск пару або повітря 7 - 9 атм.

До складу гідропресової установки входить гідравлічний прес, насосна установка, мережа високого тиску з акумулятором високого тиску, мережа низького тиску з акумулятором низького тиску, що живить насоси й прес на певних етапах циклу; орган керування - водорозподільник (дистрибутор); система трубопроводів з відповідними апаратурами, що з'єднує всі елементи в одну гідравлічну систему.

У сучасних пресових установках як робоча рідина застосовують водні емульсії й мінеральні масла під тиском 200 - 220 атм.

Гідравлічні кувальні преси мають номінальне зусилля 200 - 1500 т.

Парогідравлічні преси, на відміну від гідравлічних, мають привод від спеціального апарата - мультиплікатора, що може приводитися в рух паром, повітрям або електрикою.

§ 4. Технологічний процес вільного кування

При виборі тех. процесу вільного кування виходять із того, щоб одержати кування гарної якості, досягти високої продуктивності встаткування й мати мінімальна витрата металу, а також забезпечити безпеку в роботі.

Техпроцес складається з наступних операцій:

1. підготовка вихідного матеріалу;

2. нагрівання металу перед куванням;

3. кування на молотах або на пресах;

4. обробки кування.

Основними документами для виготовлення кування є креслення кування й технологічна карта.

У карті вказуються: марка сталі кування, розміри й маса заготівлі; норми витрати металу; основні й допоміжні оздоблювальні операції; основний і допоміжний інструмент і пристосування; тип і силові характеристики встаткування; режим нагрівання заготівлі; і ін.

Складання технологічної карти починається зі складання креслення кування й підбора заготівлі по ньому.

Креслення кування становлять по кресленню деталі з урахуванням припуску на механічну обробку, допуску на номінальні розміри кування (точність виготовлення) і припуску (надлишку металу) для спрощення обрисів кування.

Далі, виходячи із креслення кування, вибирають заготівлю або злиток.

Підготовка металу здійснюється в заготівельному відділенні цеху, при цьому видаляються поверхневі дефекти. Виробляється різання або ламання заготівлі на мірні довжини.

Заготівлі нагрівають у ковальських горнах, камерних або методичних печах.

Нагріту заготівлю подають до молота або до преса для кування. Порядок виконання ковальських операцій указують у технологічній карті.

Отримане кування піддають обробці, що складається у видаленні поверхневих дефектів, очищенні від окалини, термічної обробки (відпал або нормалізація).

У теперішній час вихід придатного металу при одержанні кувань зі злитків на пресах не перевищує 60%, а із прокату на молотах досягають 90%.

Коефіцієнт використання металу становить 0,4 - 0,5, а іноді 0,25 - 0,3.

Глава IV

Гаряче об'ємне штампування металу

§ 1. Сутність процесу гарячого об'ємного штампування

Об'ємне штампування - процес одержання кувань у штампах, при якому переміщення металу в сторони під час деформації обмежені поверхнями внутрішньої порожнини штампа.

Штампування в порівнянні з вільним куванням має ряд переваг:

1. висока продуктивність (в 50 - 100 разів);

2. однорідність і точність отриманих кувань (припуски в 3 - 4 рази менше);

3. висока якість поверхонь штампованих кувань;

4. можливість виготовлення кувань складної форми.

Об'ємне штампування має також і недоліки:

1. складність і висока вартість штампів;

2. обмеженість штампованих кувань по вазі (до 100 кг).

§ 2. Види штампів і способи штампування

Розрізняють об'ємне штампування у відкритих і закритих штампах.

У відкритих штампах між рухливою й нерухомою частинами штампа є зазор – облойна канавка, куди випливає зайвий обсяг металу заготівлі. Облой (або заусенец),що утвориться при цьому, потім відрізається.

У закритих штампах деформація металу відбувається в закритій порожнині. Штампування не супроводжується утворенням облоя, і в цьому випадку витрати метал менше, але пред'являються високі вимоги до точності обсягу заготівлі.

Штампування в закритих штампах забезпечують більший ступінь деформації, поліпшення мікроструктури й дає можливість штампувати малопластичні сплави.

Штампи являють собою бойки, у яких вирізують або виготовляють іншим способом форму необхідного кування. Штамп придатний для одержання кування одного профілю-розміру. Штампи виготовляють із легованих штампових сталей 5ХНМ, 5ХГМ, 5ХНВ, 4Х3ВМФ, 4Х2В5МФ, і ін.

Гаряче штампування кувань простої форми здійснюють в однострумкових штампах.

Штамп складається із двох рознімних частин, які в зібраному виді утворять один струмок. Форма й розміри порожнини штампа відповідають формі й розмірам готового гарячого кування.

Кування складної форми виготовляють у багатострумових штампах з послідовним деформуванням заготівлі в декількох струмках з поступовим наближенням до кінцевої форми кування.

Струмки штампів розділяють на заготівельні й штампувальні.

Заготівельні струмки призначені для підготовки виробу до наступного штампування. У них виконують: осідання - на рівній площадці штампа; протягання - зміна частини заготівлі; подкатку - місцеве збільшення перетину заготівлі за рахунок зменшення сусідніх ділянок; пережим - зчавлювання заготівлі; формування - для надання заготівлі форми, наближеної до кування; згинання й ін.

Штампувальні струмки бувають чорнові (попередні) і чистові (остаточні).

Чорновий струмок не має канавки для облоя і його призначення - захистити чистовий струмок від зношування. Форма чистового струмка така ж, як і в чистового, але з більшими радіусами закруглень і штампувальних ухилів.

Чистовий струмок це точна копія кування, але з розмірами більшими на величину усадки при остиганні (близько 1,5%). По периметрі чистового струмка розміщається канавка для облоя, призначення якої - перешкоджати вільному витисненню металу й створити в порожнині штампа високий тиск і полегшити обрізання облоя.

§ 3. Устаткування для об'ємного штампування

Гаряче об'ємне штампування здійснюється на штампувальних молотах, пресах, горизонтально-кувальних машинах і спеціальних машинах вузького призначення.

Штампувальні молоти використаються для штампування кувань різної форми в основному в багатострумових відкритих штампах. Основним типом таких молотів є пароповітряні штампувальні молоти з масою падаючих частин 0,63 - 16 т, рідше застосовуються фрикційні молоти з масою падаючих частин 0,5 - 15 т.

Пароповітряні штампувальні молоти розрізняють простої й подвійної дії. Ці молоти відрізняються від кувальних молотів конструкцією станини й шабота, але вони забезпечують більшу точність переміщення частин штампів. Для точного збігу положення верхньої половини штампа, прикріпленої до довбні, щодо нижньої, що зміцнює на штампотримачі ліву й праву стойки станини молота монтують на шаботі й установлюють на доном фундаменті. Крім того, штампувальні молоти мають більш зроблені напрямні, що прикріплюють до стійок, для забезпечення строго певного напрямку руху довбні по всій довжині робочого ходу. Для нормальної роботи штампувального молота необхідно, щоб маса шабота була в 20 - 30 разів більше маси падаючих частин.

Застосовують також бесшаботні пароповітряні штампувальні молоти. У цих молотів замість важких шаботів є дві довбні (верхня й нижня), які при роботі рухаються назустріч один одному по напрямним загальної станини. На нижній довбні встановлюють нижню половину штампа із заготівлею, верхня половина штампа кріпиться до верхньої довбні. Штампування відбувається при зіткненні обох довбень. Привод у бесшаботних молотів паровий або повітряний. Число ударів - 6 - 20 в хв.

Застосовуються також молоти гідравлічні й фрикційні з дошкою.

Штампування на молотах здійснюються як правило, за 3 - 5 ударів. Наприкінці останнього удару обидві частини штампа стикуються по площині рознімання. Середня маса кувань при масі падаючих частин 1000 кг становить 0,5 - 5 кг, при 10 000 кг - 40 - 100 кг.

Штампувальні преси застосовують гвинтові фрикційні, гідравлічні й кривошипні.

Гвинтові фрикційні преси застосовують для штампування у відкритих і закритих штампах невеликих кувань (до 20 кг) і використаються в дрібносерійному виробництві.

Гідравлічні преси для штампування аналогічні кувальним гідравлічним пресам, але мають більше жорстку конструкцію й виштовхувачі для видалення кувань зі штампа. На цих пресах штампують головним чином великі кування (масою 100 - 350 кг) у відкритих і закритих штампах з однієї або декількома площинами рознімання.

Кривошипні кувальноштампові преси ставляться до числа найбільш прогресивних кувальних машин. Впровадження кривошипних пресів забезпечує підвищення продуктивності штампування в 1, 5 - 2 рази в порівнянні зі штампуванням на молотах, економію металу - прокату, застосовуваного у вигляді заготівель на 10 - 30%, а штампування в закритих штампах скорочують виробничий цикл (тобто зменшує число операцій). Виготовлення кувань на цих пресах з найменшими припусками на механічну обробку дозволяє на 15 - 30% заощадити час на їхню наступну обробку в механічних цехах.

Робочий орган преса - повзун, що несе верхню частину інструмента (штампа), приводиться у зворотно-поступальний рух за допомогою кривошипно-шатунного механізму.

На відміну від молотів кривошипні преси мають твердий графік руху повзуна. Повний хід (шлях) повзуна дорівнює подвоєному радіусу кривошипа. Кожному куту повороту кривошипного вала відповідає певне положення повзуна й певна його швидкість, що у крайніх точках (угорі й унизу) дорівнює 0.

Кривошипні преси для гарячого штампування мають високу твердість конструкції, що необхідна для зниження пружних деформацій і одержання найбільш точних розмірів кувань. Прес має виштовхувачі в столі й повзуні для автоматичного видалення кувань зі штампа.

До недоліків таких пресів відноситься:

1. необхідність точного визначення маси заготівель;

2. вимоги відсутності окалини на заготівлях;

3. вартість в 3 - 4 рази більше , ніж молотів.

Горизонтально-кувальні машини застосовуються для гарячого висадження різних деталей (типу стрижня зі стовщенням, з наскрізним отвором, із глухою порожниною, а також складної конфігурації) із пруткового матеріалу або із труб у багатострумових штампах. Конструкція штампів дозволяє здійснювати також пробивання отворів, обрізку по контуру, відрізку від прутка. ГКМ розрізняють із розніманням матриць у вертикальній і горизонтальній площинах. Дві площини рознімання складаються з 3 частин: нерухомої й рухливої матриць і пуансона.

Подвійна площина рознімання штампів дає можливість штампувати більшість кувань без штампувальних ухилів і облоя. Заготівлю (пруток) установлюють у нерухому матрицю до упору. Головний повзун з пуансоном приводиться в рух від кривошипно-шатунного механізму. Перш ніж пуансон стикнеться з торцем заготівлі, рухлива матриця притискає її до нерухомої матриці, а упор приділяється убік. Повзун з нерухомою матрицею переміщається від бічного повзуна , що у свою чергу, приводиться в рух від кулачків, закріплених на головному валу.

Вихідним матеріалом для штампування на ГКМ служить круглий, рідше квадратний або прямокутний прокат підвищеної точності, діаметром до 270 мм і масою до 100 кг.

ГКМ виготовляють із зусиллям 100 - 3150 т і числом ходів 95 - 21 у хвилину. Продуктивність висока - 400 - 900 кувань у годину.

§ 4. Технологічний процес гарячого об'ємного штампування

Складається з наступних операцій:

1. різання вихідного матеріалу на заготівлі мірної довжини;

2. нагрівання заготівель;

3. штампування заготівель;

4. обробки кувань.

Основними документами регламентуючими тех. процес штампування, є креслення кування й технологічна карта.

Штампи виготовляються по кресленню кування з урахуванням коефіцієнта температурного розширення. Розміри кування визначають по кресленню готової деталі з урахуванням припусків на наступну мех. обробку, напусків для спрощення нетехнологічних елементів кування й одержання штампувальних ухилів, а також допусків на штампування згідно Дст.

Після складання креслення кування визначають переходи й розбивають креслення штампів на штампування й обрізку облоя кування.

Для вільного добування кування зі штампа при штампуванні на молотах передбачають ухили вертикальних поверхонь: зовнішніх - 5 - 7 º; при штампуванні на пресах з виштовхувачами в повзуну й столі ухили становлять - 1 - 3 º.

По кресленню кування визначають форму й розміри вихідної заготівлі. Як заготівля застосовують круглий, квадратний, прямокутний і фасоний періодичний прокат і ін. заготівлі.

Потім розробляють технологічну карту. У карті вказують вихідний матеріал (марка стали, профіль, перетин), відходи (масу, розміри), розміри заготівлі, витрата металу на одне кування, операції й переходи штампування, устаткування, штампи, інструмент, пристосування, температурні режими, норми часу й ін. дані.

Технологічний процес виготовлення кувань починається з різання заготівель на мірні довжини.

Після цього заготівлі нагрівають у камерних або методичних печах до заданої температури. Перед подачею до преса або молота із заготівель видаляють окалину.

Потім заготівлі піддають штампуванню в одно- або багатострумових штампах залежно від конфігурації й розмірів кування, а також наявного встаткування.

При обробці кувань після гарячого об'ємного штампування роблять обрізку облоя, просічку отворів (видалення плівок), виправлення, термічну обробку й очищення від окалини.

При облойному штампуванню на молотах і пресах облой видаляють на кривошипних або ексцентрикових пресах із застосуванням обрізних штампів. Якщо штампують кування з наскрізними отворами, то в отворах утворяться внутрішній облой - плівка металу, що також видаляють.

Після обрізки облоя кування правлять у спеціальних або чистових штампах на молотах або пресах.

Далі кування піддають термічній обробці й очищенню від окалини. Окалину з кування видаляють у піскоструминні або шротометних апаратах, травленням у розчинах кислот, в обертових барабанах.

Для одержання кувань із точними розмірами й чистою поверхнею застосовують калібрування й карбування.

Вихід придатного при гарячому об'ємному штампуванні становить 72 - 80%, а видатковий коефіцієнт 1,4 - 1,25. Коефіцієнт використання металу 0,5 - 0,55.

Глава VII

Холодне об'ємне штампування

§ 1. Сутність процесу

Холодним наз. штампування без нагрівання заготівель. Холодне об'ємне штампування дає можливість майже повністю виключити обробку різанням і забезпечує зменшення трудомісткості виготовлення деталей на 30 - 80% і збільшення коефіцієнта використання металу на 50%. При холодному висадженні цей коефіцієнт досягає 95%, а продуктивність 800 шт за хвилину.

Холодне штампування застосовують при виробництві заклепок, болтів, гвинтів, гайок. Максимальний діаметр виробу, що висаджує, 25 мм. Заготівлями для деталей є дріт, калібровані прутки з углеродистої сталі, кольорових металів і їхніх сплавів.

§ 2. Основні види холодного об'ємного штампування

До них відносяться:

1. видавлювання;

2. висадження;

3. об'ємне формування;

4. калібрування.

Холодне видавлювання - процес одержання штампувань при пластичній деформації металу в порожнині штампа. При холодному видавлюванні на відміну від пресування, заготівлею є не злиток, а заготівля із прутка, а виробом - готова деталь, що як правило, не вимагає подальшої обробки.

Пластична деформація видавлюванням відбувається в умовах безперервного тиску й забезпечує високий ступінь деформації.

Для м'яких, пластичних матеріалів (алюміній) ступінь деформації, що дорівнює відношенню перетину площ заготівлі й деталі, може перевищувати 10 000%. Але видавлювання вимагає високого тиску.

Розрізняють пряме, зворотне й комбіноване видавлювання залежно від напрямку руху пуансона й плину металу при утворенні деталі через отвір у нерухомій матриці.

Пряме видавлювання використають для виготовлення стрижнів зі стовщенням - болти, клапани; зворотне - для пустотілих деталей із дном - корпуса, склянки. Комбіноване видавлювання супроводжується плином металу в різних напрямках.

Холодне висадження застосовується для виготовлення різноманітних асортиментів деталей у масовому виробництві: болтів, гайок, шпильок, гвинтів, шурупів, цвяхів і ін. Вихідною заготівлею служить дріт або пруток діаметром 0,5 - 38 мм. Холодне висадження здійснюють за 1,2,3 і більше переходів (ударів) залежно від форми висаджує части, що, і її розмірів. Відношення довжини цієї частини до діаметра не повинне перевищувати 2,5 при висадженні за 1 удар і 8 при висадженні за 3 удари.

Висадження здійснюється на холодновисадочних автоматах. Автомат має механізм подачі матеріалу, відрізки заготівлі й переносу її з лінії подачі на лінію висадження й виштовхування.

Дріт або пруток подається обертовими роликами через отвір відрізної матриці до регульованого упору. При русі ножового штока вперед від прутка відрізається заготівля. Притримувана спеціальним пристроєм, заготівля переміщається на лінію висадження. Висадження здійснюється переміщенням пуансона вперед. При цьому заготівля подається в отвір висадочної матриці, а готовий виріб виштовхується з матриці виштовхувачем.

Продуктивність холодновисадочних одноударних автоматів досягає 325 деталей у хвилину.

Холодне формування застосовують для виготовлення деталей складної форми із площею горизонтальної проекції до 5000 мм² і висотою до 25 мм. Її роблять у відкритих і закритих штампах. Вихідною заготівлею є окремі заготівлі із сортового прокату або заготівлі отримані гарячим штампуванням або литтям. Іноді може використатися й стрічка або пруток, але при цьому витрати металу збільшуються на 10 - 30%.

§ 3. Технологічний процес холодної

об'ємного штампування

Складається з наступних операцій:

1. підготовки вихідного матеріалу (очищення від окалини й забруднень, змащення);

2. виготовлення заготівель (рубання а іноді попереднє деформування при одержанні складної форми деталей);

3. штампування;

4. обробки (термічна обробка, травлення, нанесення покриттів, свердлення отворів, фрезерування пазів, зачищення).

Вихід придатного при холодному штампуванні значно вище, ніж при гарячої, а коефіцієнт використання металу досягає одиниці, тому що багато кувань є готовими виробами.

Глава VIII

Листове штампування

§ 1. Сутність процесу

Листовим штампуванням наз. процес одержання деталей з аркуша, стрічки або смуги. Товщина деталей майже не відрізняється від товщини листового матеріалу й не перевищує 10 мм. Листове штампування це один з найбільш прогресивних і високопродуктивних способів одержання деталей складної форми з тонкими стінками. Звичайно неї здійснюють у холодному стані.

При листовому штампуванні виробу виходять із дуже малими допусками й високою якістю поверхні, що найчастіше не вимагають подальшої обробки.

До переваг листового штампування ставляться також ощадлива витрата металу й широкі можливості механізації й автоматизації процесу.

Вихідним матеріалом при листовому штампуванні є аркуші, стрічки й смуги з горячекатаної тонколистової сталі звичайної якості Ст.2, Ст.3, Ст.4, Ст.5 і холоднокатаної тонколистової якісної конструкційної сталі 10кп, 15кп, 20кп, 10, 20, 30, 40, а також аркуші, стрічки й смуги з міді, латуні, дюралюмінію, титана й ін.

§ 2. Операції листового штампування

Аркушевий матеріал штампують за одну операцію або за кілька послідовних операцій. Розрізняють операції поділу й операції зміни форми пластичною деформацією металу.

До операцій поділу відносять: різання, вирубку по контурі, пробивання отвору й ін., при яких заготівля відокремлюється від вихідного матеріалу.

Різання листового матеріалу на заготівлі потрібних розмірів здійснюють на ножицях (гільйотинних, дискових). Різання ножицями не дозволяє одержати будь-які контури заготівлі й звичайно мнуть її краю. Тому для одержання фасонних листових заготівель частіше застосовують вирубку по контурі в штампах або пробивання. Вирубкою одержують зовнішній контур заготівлі, а пробиванням - внутрішній.

До операцій зміни форми відносять згинання, витяжку без витончення стінки, витяжку з витонченням стінки, формування.

При згинанні одну частину або кілька частин листової заготівлі згинають щодо інших її частин. Розрізняють згинання одне-, двох-, чотирьох- і багатокутове. Більшість гнутих деталей може бути виконане за допомогою двох прийомів згинання: V - образне згинання в тупий кут - однокутове; і U - образне згинання в прямий кут - двохкутове. Чим більше радіус кута, тим легше протікає процес згинання, менше небезпеки появи тріщин і менше перекручувань форми виробу.

Витяжка - найбільш складна операція, при якій плоска заготівля перетворюється в порожнє тіло (ковпачок). По характері деформації металу витяжку розрізняють без витончення стінки й з витонченням стінки виробу.

Витяжка без витончення стінки виконується у витяжному штампі, у якого зазор між пуансоном 1 і матрицею 3 на 5 - 10% більше товщини заготівлі 2. Радіуси закруглення робочої частини матриці й пуансона забезпечують плавність перетворення круглої листової заготівлі в ковпачок. При витяжці виробів плоска частина заготівлі (фланець) може згортатися з утворенням складок. Для запобігання їхнього утворення застосовують притиски 4. (Рис.)

При листовому штампуванні можлива витяжка з витонченням стінки заготівлі. При цьому необхідно мати зазор між пуансоном і матрицею менше товщини аркуша. Звичайно витончення стінок за один прохід не перевищує 30 - 35% початкової товщини аркуша.

§ 3. Інструмент і встаткування для листового штампування

Інструментом для листового штампування служать штампи, які класифікуються по технологічних, конструктивних і експлуатаційних ознаках.

По типі й характеру виконуваних операцій розрізняють штампи простої дії (одноперехідні) і комбіновані (багатопереходні), які у свою чергу розділяються на штампи послідовної й сполученої дії.

Штампи простої дії призначені для виконання якої-небудь однієї операції за один робітник хід преса: вирубки, гнучкі, витяжки.

Штампи послідовної дії можуть виконувати декілка операцій штампування при переміщенні заготівлі в напрямку подачі.

Штампи сполученої дії застосовують для виконання за один робітник хід преса 2, 3 і більше операцій.

Устаткуванням для листового штампування є преси, які за принципом дії розрізняють на механічні, гідравлічні, електромагнітні й пневматичні.

З механічних часто застосовують кривошипні преси. Вони бувають простої, подвійної й потрійної дії.

Преси простої дії мають один повзун, що рухається, і призначені для вирізки, пробивання, гнучкі й ін. операцій.

Преси подвійної дії мають два незалежно рухаються повзуна: зовнішній для притиску заготівлі й внутрішній для глибокої витяжки.

Преси потрійної дії мають два верхніх повзуни й один нижній (або стіл, що рухається). Ці преси застосовуються для штампування деяких деталей кузова автомобіля.

§ 4. Технологічний процес листового штампування

Складається з наступних операцій:

1. підготовка матеріалу;

2. одержання заготівель (різанням, вирубкою по контурі, пробиванням);

3. формозміна заготівель (гнучкої, витяжкою, формуванням);

4. термічна обробка (для зняття наклепу й одержання необхідної структури й властивостей);

5. обробка (калібрування, галтовка для видалення заусенців, травлення, виправлення, полірування, нанесення покриттів).

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.019 сек.